土钉支护（土钉墙）是以土钉作为主要受力构件的边坡支护技术，它由密集的土钉群、被加固的原位土体、喷射混凝土面层和必要的防水系统组成。
土钉支护，是新兴的挡土支护技术，最先用于隧道及治理滑坡，20世纪90年代在基础深基坑支护中应用。
土钉是用来加固、锚固现场原位土体的细长杆件。通常采用土中钻孔，置入变形钢筋，并沿孔全长注浆的方法做成。土钉依靠与土体之间的界面黏结力或摩擦力，在土体发生变形的条件下被动受力，并主要承受拉力作用。土钉也可采用钢管、角钢直接击入土中，并全长注浆的方法做成。
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特点
a．能合理地利用土体的自承能力，将土体作为支护结构不可分割的一部分。
b．结构轻型，柔性大，有良好的抗震性和延性。
c．施工便捷、安全，土钉的制作与成孔简单易行，且灵活机动，便于根据现场监测的变形数据和特殊情况，及时变更设计。
d．施工不需要单独占用场地，对于施工场地狭小，放坡困难，有相邻建筑，大型护坡施工设备不能进场的场地，该技术有独特的优越性。
e．稳定可靠，支护后边坡位移小，水平位移一般为基坑深度的0.1%～0.2%，最大不超过0.3%，超载能力强。
f．总工期短，可以随开挖随支护，基本不占用施工工期。
g．费用低、经济，与其他支护类型相比，工程造价能降低10%～40%。
构造
a．土钉采用直径为16～32mm的Ⅱ级以上的螺纹钢筋，长度为开挖深度的0.5～1.2，间距为1～2m，与水平面夹角一般为5°～20°。
b．钢筋网采用直径为6～10mm的Ⅰ级钢筋，间距为150～300mm。
c．混凝土面板采用喷射混凝土，其强度等级不低于C20，厚度为80～200mm，常用100mm。
d．注浆采用强度不低于20MPa的水泥浆或水泥砂浆。
e．承压板采用螺栓将土钉和混凝土面层有效地连接成整体。
适用
土钉支护一般适用于地下水位以上或进行人工降水后的可塑、硬塑或坚硬的黏性土，胶结或弱胶结（包括毛细水黏结）的粉土、砂土和角砾、填土；随着土钉支护理论与施工技术的不断成熟，在经过大量工程实践后，土钉支护在杂填土、松散砂土、软塑或流塑土、软土中也得以应用，并可与混凝土灌注桩、钢板桩或在地下水位以上的土层与止水帷幕等配合使用进行支护，扩大了土钉支护的适用范围。采用土钉支护的基坑深度不宜超过18m。
施工流程
土钉墙的施工流程通常为：开挖工作面→修整坡面→喷射第一层混凝土→土钉定位→钻孔→清孔→制作、安装土钉→浆液制备、注浆→加工钢筋、绑扎钢筋网→安装泄水管→喷射第二层混凝土→养护→开挖下一层工作面，重复以上工作直到完成。
打入钢管注浆型土钉无钻孔清孔过程，直接用机械或人工打入。
复合土钉墙的施工流程通常为：隔水帷幕或微型桩施工→开挖工作面→土钉及锚杆施工→安装钢筋网及绑扎腰梁钢筋笼→喷射面层及腰梁→面层及腰梁养护→锚杆张拉→开挖下一层工作面，重复以上工作直到完成。
土钉成孔
应按照地质条件、周边环境、设计参数、工期要求、工程造价等综合选用恰当的成孔机械设备及方法。
钻孔注浆土钉成孔方式可分为人工洛阳铲掏孔和机械成孔，机械成孔有回转钻进、螺旋钻进、冲击钻进等方式。
打入式土钉可分为人工打入和机械打入。洛阳铲和滑锤为土钉施工专用工具，锚杆钻机和潜孔锤等多用于锚杆成孔，地质钻机和多功能钻探机等除用于锚杆成孔外，更多用于地质勘察。洛阳铲是一种传统的造孔工具，由于工具及工艺简单、工程成本低、环保，迅速风行全国。通常2人操作，有时3人，成孔最深可达15m，成孔直径通常为50～80mm。成孔时人工用力将铲击入孔洞中，使土进入铲头内，反复几次将土装满，然后旋转一定角度将铲内土和原状土分开，再把铲拉出洞外倒土。铲把通常采用镀锌铁管套丝后螺纹接长。因人工作业，多用于素填土、冲洪积黏性土及砂性土，一支洛阳铲每天（8小时）可以掏孔30～50m，在风化岩、砂土、软土及杂填土中成孔困难。因为国内人工费不断上涨、劳动力日益短缺等，洛阳铲使用率逐渐下降，尤其是2007年下半年后，已较少应用。
打入如式钢管土钉最早依靠人工用大锤打入，效率低，进尺短，后改进为简易滑锤，效率提升很多，一台滑锤每台班可以施打钢管土钉100～150m。滑锤制作简便：将两条轨道固定在支腿高度可调节的支架上，带有限位装置的铁块能够在两条轨道之间滑动，人工将铁块拉向支架尾端，再用力向前迅速推进撞击钢管，将之打入土中。等到打入钢管通过对中架限位及定位，击入至接近设计长度时，因为对中架阻碍，铁块不能直接击到钢管，中间要加入工具管。滑锤通常4～6人操作。目前最常用的打入机具是气动潜孔锤，施工速度快，一台潜孔钻每台班可以冲孔或施打钢管土钉150～250m，机具轻小，可人工搬运。边坡土钉墙施工时有时使用某类带气动冲击功能的钻探机，如果空压机功率足够大，成孔速度极快。
成孔方式分干法和湿法两类，需靠水力成孔或泥浆护壁的成孔方式为湿法，不需要时则为干法。孔壁“抹光”可能降低浆土的黏结作用，经验表明，泥浆护壁土钉达到一定长度后，在各种土层中可以提供的抗拔承载力最大约200kN。所以湿法成孔或地下水丰富采用回转或冲击回转方式成孔时，不应采用膨润土或其他悬浮泥浆做钻进护壁，最好采用套管跟进方式成孔。成孔时应做好成孔记录，当根据孔内出土性状判断土质和原勘察报告不符合时，应立即通知相关单位处理。
因遇障碍物需调整孔位时，宜将废孔注浆处理。湿法成孔或干法在水下成孔后孔壁上将附有泥浆、泥渣等，干法成孔后孔内会残留碎屑、土渣等，这些残留物将降低土钉的抗拔力，需分别采用水洗和气洗方式清除。水洗时仍需使用原成孔机械冲清水洗孔，但清水洗孔无法将孔壁泥皮洗净，如果洗孔时间长容易塌孔，且水洗会降低土层的力学性能和与土钉的黏结强度，应尽量少用；气洗孔也称扫孔，使用压缩空气，压力通常为0.2～0.6MPa，压力不宜太大以防塌孔。水洗及气洗时需将水管或风管通至孔底后开始清孔，边清边拔管。
浆液制备
拌合水中不应含有影响水泥正常凝结及硬化的物质，不得使用污水。一般情况下，适合饮用的水都可作为拌合水。如果拌制水泥砂浆，应采用细砂，最大粒径不超过2.0mm，灰砂重量比为1:1～1:0.5。砂中含泥量不应大于5％，各种有害物质含量不应大于3％。水泥净浆及砂浆的水灰比应为0.4～0.6，水泥和砂子按重量计算。应避免人工拌浆，机械搅拌浆液时间通常不应小于2min，要拌和均匀。水泥浆应随拌随用，一次拌和好的浆液应在初凝前用完，一般不多于2h，在使用前应不断缓慢拌动。要防止石块、杂物混入注浆中。
开始注浆前或中途停止超过30min时，需用水或稀水泥浆润滑注浆泵及其管路。钻孔注浆土钉一般采用简便的重力式注浆。将金属管或PVC管注浆管插入孔内，管口离孔底200～500mm，启动注浆泵进行送浆，因孔洞倾斜，浆液可靠重力填满全孔，孔口快溢浆时拔管，边缓慢向外拔边送浆。水泥浆凝结硬化后会发生干缩，在孔口要二次甚至多次补浆。重力式注浆不可太快，以免喷浆及孔内残留气孔。钢管注浆土钉注浆压力不应小于0.6MPa，且应增加稳压时间。如果久注不满，在排除水泥浆渗入地下管道或冒出地表等情况后，可采用间歇注浆法，即停止一段时间，待已注入浆液初凝后再进行注浆。
为提高注浆效果，可采用略微复杂一点的压力注浆法，用密封袋、橡胶圈、布袋、混凝土、水泥砂浆、黏土等材料堵住孔口，将注浆管插入到孔底0.2～0.5m处注浆，边注浆边向孔口方向拔管，直到注满。因为孔口被封闭，注浆时有一定的注浆压力，约为0.4～0.6MPa。若密封效果好，还应该安装一根小直径排气管将孔口内空气排出，防止压力过大。
面层施工
由于施工不便及造价较高等原因，基坑工程中不采用预制钢筋混凝土面层，均采用喷射混凝土面层，坡面较缓、工程量不大等情况下有时也选用现浇方法，或水泥砂浆抹面。一般要求喷射混凝土分两次完成，先喷射底层混凝土，然后施打土钉，再安装钢筋网，最后喷射表层混凝土。土质良好或喷射厚度较薄时，也可先铺设钢筋网，随后一次喷射而成。如果设置两层钢筋网，则需要分三次喷射，先喷射底层混凝土，施打土钉，安装底层钢筋网，再喷射中间层混凝土，将底层钢筋网完全埋入，最后安装表层钢筋网，喷射表层混凝土。先喷射底层混凝土然后施打土钉时，土钉成孔过程中会有泥浆或泥土从孔口流出散落，附着在喷射混凝土表面，需要洗净，否则会影响和表层混凝土的黏结。
安装钢筋网
当配置的钢筋网对喷射混凝土工作影响最小时，才能获得最致密的喷射混凝土，应尽量使用直径较小的钢筋。必须采用大直径钢筋时，应格外注意用混凝土把钢筋握裹好。钢筋网一般现场绑扎接长，应当搭接一定长度，一般为150～300mm，也可焊接，搭接长度不应小于10倍钢筋直径。钢筋网在坡顶向外延伸一段距离，采用通长钢筋压顶固定，喷射混凝土后形成护顶。设置两层钢筋网时，若混凝土只一次喷射不分三次，则两层网筋位置不得前后重叠，而应错开放置，以免影响混凝土密实。钢筋网和受喷面的距离不应小于两倍最大骨料粒径，通常为20～40mm。一般用插入受喷面土体中的短钢筋固定钢筋网，如果采用一次喷射法，应该在钢筋网和受喷之间设置垫块以形成保护层，短钢筋和限位垫块间距一般0.5～2.0m。钢筋网片应和土钉、加强筋、固定短钢筋及限位垫块连接牢固，喷射混凝土时钢筋网在拌合料冲击下不能有较大晃动。
安装连接件
连接件施工顺序通常为：土钉置放、注浆→敷设钢筋网片→安装加强钢筋→安装钉头筋→喷射混凝土。加强钢筋需压紧钢筋网片后和钉头焊接，钉头筋应压紧加强筋后和钉头焊接。有一种做法在土钉筋杆放入孔洞之前就先焊上钉头筋，然后再安装钢筋网及加强筋。
喷射混凝土工艺
喷射混凝土是借助喷射机械，以压缩空气作为动力，将按设计配合比制备好的拌合料，采用管道输送并以高速喷射到受喷面上凝结硬化而形成的一种混凝土。喷射混凝土不是依靠振动来捣实混凝土，而是在高速喷射时，由水泥和骨料的反复连续撞击而使混凝土压密，同时又因水灰比较小（通常为0.4～0.45），所以具有较高的力学强度及良好的耐久性。喷射法施工时可方便地在拌合料中加入各种外加剂和外掺料，大大提高了混凝土的性能。喷射混凝土按施工工艺分为干喷、湿喷和半湿式喷射法三种形式。
①干喷法。干喷法将水泥、砂、石在干燥状态下搅拌均匀，然后装入喷射机，用压缩空气使干集料在软管内呈悬浮状态输送到喷嘴，并与压力水混合后进行喷射，其特点为：可以进行远距离压送；机械设备较小、较轻，结构简单，购置费用低，维护方便；喷头操作容易、简单；保养容易；水灰比相对较小，强度相对较高；因为混合料为干料，喷射速度又快，所以粉尘污染及回弹较严重，效率较低，浪费材料较多，产生的粉尘危害工人健康，通风状况不良时污染较严重；拌合水在喷嘴处加入，混凝土的水灰比是由喷射手按照经验及肉眼观察来进行调节的，控制较难，混凝土质量在某种程度上取决于喷射手等作业人员的技术熟练程度和敬业精神。
②湿喷法。湿喷法将骨料、水泥和水按设计比例搅拌均匀，用湿式喷射机压送到喷头处，再在喷头上添加速凝剂后喷出，其特点是：能事先将包括水在内的各种材料准确计量，充分拌匀，水灰比易于控制，混凝土水化程度高，所以强度较为均匀，质量容易保证；混合料是湿料，喷射速度较低，回弹少，节约材料。干法喷射时，混凝土回弹度可达15％～50％。采用湿喷技术，回弹率可减小到10％～20％以下。大大降低了机旁及喷嘴外的粉尘浓度，对环境污染较小，对作业人员危害较小；生产率高。干式混凝土喷射机通常不超过5m3/h，而使用湿式混凝土喷射机，人工作业时为10m3/h；采用机械手作业时，则为20m3/h；不适宜远距离压送；机械设备较复杂，购置费用较高；流料喷射时，常产生脉冲现象，喷头操纵较困难；保养较困难。喷层较厚的软岩和渗水隧道不宜使用。
③工程中还有半湿式喷射和潮式喷射等形式，其本质上仍是干式喷射。为了将湿法喷射的优点引入干喷法中，有时采取在喷嘴前几米的管路处预先加水的喷射方法，此为半湿式喷射法。潮喷则是将骨料事先填加少量水，使之呈潮湿状，再加水泥拌匀，从而降低上料、拌和喷射时的粉尘，但大量的水仍然是在喷头处加入和喷出的，其喷射工艺流程和使用机械与干喷法一样。暗挖工程施工现场使用潮喷工艺较多。
喷射混凝土材料
①水泥。喷射混凝土应优先选择早强型硅酸盐及普通硅酸盐，由于这两种水泥的C3S和C3A含量较高，早期强度和后期强度均较高，且与速凝剂相容性好，可以迅速凝固。复合硅酸盐水泥种类较多，也可选用，目前基坑喷射混凝土目前选用P.C32.5R水泥较多。其余要求与一般混凝土用水泥相同。
②砂子。喷射混凝土应选用中粗砂，细度模数大于2.5。砂子太细，会使干缩增大；砂子太粗，则会增加回弹，且水泥用量增大。砂子中小于0.075mm的颗粒不应多于20％，否则由于骨料周围粘有灰尘，会影响骨料与水泥的良好黏结。
③石子。卵石或碎石都可以。混凝土的强度除了取决于骨料的强度外，还取决于水泥浆和骨料的黏结强度，因为骨料的表面越粗糙界面黏结强度越高，所以用碎石比用卵石好。但卵石对设备及管路的磨蚀小，也不像碎石那样由于针片状含量多而易引起管路堵塞，便于施工。实验证明，在一定范围内骨料粒径越小，分布越均匀混凝土强度越高，骨料最大粒径减少不但增加了骨料与水泥浆的黏结面积，而且骨料周围有害气体减少，水膜减薄，容易搅拌均匀，从而提高了混凝土的强度。石子的最大粒径不应大于20mm，工程中通常要求不大于15mm，粒径小也可减少回弹量。骨料级配对喷射混凝土搅拌料的可泵性、通过管道的流动性、在喷嘴处的水化、对受喷面的黏附以及最终产品的表观密度和经济性均有重大影响，为取得最大的表观密度，最好不用间断级配的骨料。经过筛选后应将所有超过尺寸的大块除掉，因为这些大块往往会引起管路堵塞。
④外加剂。可用于喷射混凝土的外加剂包括速凝剂、早强剂、引气剂、减水剂、增黏剂、防水剂等，国内基坑土钉墙工程中通常加入速凝剂或早强剂，湿喷法有时加入引气剂。加入速凝剂的主要目的为使喷射混凝土速凝快硬，减少回弹损失，防止喷射混凝土因为重力作用所引起的脱落，提高对潮湿或含水岩土层的适应性能，以及可适当增加一次喷射厚度和缩短喷射层间的间隔时间。喷射混凝土用的速凝剂通常含有碳酸钠、铝酸钠和氢氧化钙等可溶盐，呈粉末状，应符合以下要求：
a.初凝在3min以内；
b.终凝在12min以内；
c.8h后的强度不低于0.3MPa；
d.28d强度不应小于不加速凝剂的试件强度的70％。
在需要快速凝结以便尽快喷射到设计厚度、对早期强度要求很高、仰喷作业、封闭渗漏水等情况下最好使用速凝剂。速凝剂虽然加快了喷射混凝土的凝结速度，但也阻碍了水在水泥中的均匀扩散，使部分水包裹在凝结的水泥中，硬化后形成气孔，另一部分水泥因此得不到充足的水分进行水化反应而干缩，从而出现裂纹及在不同程度上降低了喷射混凝土的最终强度，所以要谨慎使用，使用时掺量要严格控制，且掺入应均匀。喷射混凝土中掺入少量（通常为水泥重量的0.5％～1％）减水剂后，因为减水剂的吸附和分散作用，可在保持流动性的条件下明显降低水灰比，提高强度，减少回弹，并显著改善不透水性及抗冻性。
⑤骨料含水量及含泥量。骨料含水量过大容易引起水泥预水化，含水量过小则颗粒表面可能没有足够的水泥黏附，也没有充足的时间使水与干拌合料在喷嘴处拌匀，这两种情况都会造成喷射混凝土早期强度和最终强度的降低。干法喷射时骨料的平均含水量最好为5％，低于3％时骨料无法被水泥充分包裹，回弹较多，硬化后密实度低，高于7％时材料出现成团结球的趋势，喷嘴处的料流不均，并容易引起堵管。含水量通常控制在5％～7％，低于3％时应在搅拌前加水，高于7％时应晾晒使之干燥或向过湿骨料加入干料，不应通过增加水泥用量来降低拌合料的含水量。骨料中含泥量偏多会出现降低混凝土强度、加大混凝土的收缩变形等一系列问题，含泥量过多时应冲洗干净后使用。骨料运输及使用过程中也要避免受到污染。通常允许石子的含泥量不超过3％，砂的含泥量不超过5％。
拌合料制备
①胶骨比。喷射混凝土的胶骨比即水泥与骨料之比，一般为1:4～1:4.5。水泥过少，回弹量大，初期强度增长缓慢；水泥过多，产生粉尘量增多、恶化施工条件，硬化后的混凝土收缩也增加，经济性也不好。水泥用量超过临界量后混凝土强度并不随水泥用量的增加而提高，且强度可能会下降，研究显示这一临界量约为400kg/m3。水泥用量过多，则混凝土中起结构骨架作用的骨料相对减少，且拌合料在喷嘴处瞬间混合时，水与水泥颗粒混合不均匀，水化不充分，这都会引起混凝土最终强度降低。
②砂率。即砂子在粗细骨料中所占的重量比，对喷射混凝土施工性能和力学性能有较大影响。拌合料中的砂率小，则水泥用量较少，混凝土强度高，收缩较小，但回弹损失大，管路易堵塞，湿喷时的可泵性较差，综合权衡利弊，以45％～55％为宜。
③水灰比。水灰比是影响喷射混凝土强度的主要因素之一。干喷法施工时，事先不能准确地给定拌合料中的水灰比，水量完全依靠喷射手在喷嘴处调节，通常来说喷射混凝土表面出现流淌、滑移及拉裂时，表明水灰比过大；如果表面出现干斑，作业中粉尘大、回弹多，则表明水灰比过小。水灰比合适时，混凝土表面平整，呈水亮光泽，粉尘和回弹均较少。实践表明，适宜的水灰比值为0.4～0.5，过大或过小不仅降低混凝土强度，也增加了回弹损失。
④配合比。工程中常用的经验配合比（重量比）分为3种，即水泥:砂:石=1:2:2.5，水泥:砂:石=1:2:2，水泥:砂:石=1:2.5:2，根据材料的具体情况应用。
⑤制备作业。干拌法基本上都采用现场搅拌方式，湿拌法在国内以现场搅拌居多，国外采用商品混凝土比较普通。拌合料应搅拌均匀，搅拌机搅拌时间一般不少于2min，有外加剂时搅拌时间要适当延长。运输、存放、使用过程中要避免拌合料离析，防止雨淋、滴水及杂物混入。为避免水泥预水化的不利影响，拌合料应随拌随用。不掺速凝剂时，拌合料存放时间不得超过2h，掺速凝剂时，存放时间不得超过20min。无论是干喷还是湿喷，配料时骨料、水泥及水的温度不能低于5℃。
喷射作业及养护
喷射前，应将坡面上残留的土块、岩屑等松散物质清理干净。喷射机的工作风压要适中，太高则喷射速度快，动能大，回弹多，太低则喷射速度慢，压实力小，混凝土强度低。喷射时喷嘴应尽量与受喷面垂直，喷嘴距与受喷面在常规风压下最佳距离0.8～1.2m，以使回弹最少且密实度最大。一次喷射厚度要适中，太厚则减弱混凝土压实度、易流淌，太薄易回弹，以混凝土不滑移、不坠落为标准，通常以50～80mm为宜，加速凝剂后将适当提高，厚度较大时应分层，在上一层终凝后即喷下一层，通常间隔2～4h。分层施作一般不会影响混凝土强度。喷嘴不能在一个点上停留太久，应有节奏地、系统地移动或转动，使混凝土厚度均匀。一般应采取从下到上的喷射次序，自上而下的次序易因回弹物在坡脚堆积而干扰喷射质量。喷射2～4h后应洒水养护，通常养护3～7d。